专题16化工流程中盐的水解的应用讲解-2019高考化学难点剖析解析版

1、专题十六化工流程中盐的水解的应用化工流程题综合考查化学各方面知识，其中涉及盐的水解知识贯穿了整个流程，主要考查以下几个方面。一、试剂和配制需要考虑盐的水解有些盐易水解，在配制盐溶液时，要加对应的酸或碱抑制水解。典例1(2018届安徽省六安市第一中学高三下学期第三次模拟考试)氧化钾K4Fe(CN)6俗名黄血盐，可溶于水，不溶于乙醇。以某电镀厂排放的含NaCN度液为主要原料制备黄血盐的流程如下：Sj,COj请回答下列问题：-10(1)常温下，HCN的电离常数Ka=62M0。实验室配制一定浓度的NaCN溶液时，将NaCN溶解于一定浓度的NaOH溶液中，加水稀释至指定浓度,其操作的目的是。浓度均为0.

2、5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液显(填酸“碱"或中”性，通过计算说明：(2)转化池中发生复分解反应生成K4Fe(CN)6,说明该反应能发生的理由：(3)系列操作B为。(4)实验室中，K4Fe(CN)6可用于检验Fe3+,生成的难溶盐KFeFe(CN)目可用于治疗2SO4中毒，试写出上述治疗2SO4中毒的离子方程式：。(5)一种太阳能电池的工作原理如图所示，电解质为铁氧化钾K3Fe(CN)6和亚铁氧化钾K4Fe(CN)6的混合溶液。K+移向催化剂(填“破"b”。)催化剂a表面发生的反应为相同温度下K4Fe(CN)6【答案】抑制水解碱即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以

3、溶液呈碱性的溶解度小于Na4Fe(CN)6过滤、洗涤、干燥KFeFc(CN)6(s)+Tl+(aq)=TlFeFe(CN)6(s)+K+(aq)bFe(CN)64e'=Fe(CN)63-【解析】(1)实后室配制一定浓度的NaCN溶液时，将NaCN溶解于一定浓度的XaOH溶港中，力峰稀释至指定浓度，其操作的目的是抑制水解；根据丛二c(HCN)c(0H-|c(CN可知,Ki=161匕£>6.2黑10%即水解平衡常(CN>(F)c(HCN)c(OHjc(HCN)c(0H-)c(/Z-)K.1x10数大于电离平衡常数.所以溶清呈碱性M2)相同温度FK4Fe(CN>的

4、箔解度<1号N&F式CN)力转化池中发生复分解反应Na4Fe(CN)6+4KCl=K4Fe(CN)6(+4NaCl生成K4Fe(CN)6；(3)转化池中得到固体与溶液的混合物，故系列操作B为过滤、洗涤、干燥；(4)实验室中，K4Fe(CN)6可用于检验Fe3+,生成的难溶盐KFeFe(CN)6可用于治疗Tl2SO4中毒，治疗Tl2SO4中毒的离子方程式：KFeFc(CN)矶s)+Tl+(aq)=TlFeFe(CN)6(s)+K+(aq);(5)由图可知，电子从负极流向正极，则a为负极，b为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，阳离子向正极移动。b为正极，则K+移向催化剂b,故

5、填b;a为负极，发生氧化反应，则催化剂a表面发生反应：Fe(CN)64'-e'Fe(CN>3'°二、原料处理时要考虑盐的水解化工流程中原料溶解后，生成的某些金属离子易水解产生沉淀，因此在处理原料时要考虑盐的水解。典例2(2018届辽宁省朝阳市普通高中高三第三次模拟考试)一种由富镒渣(含2MnOSiO?、3MnO-Al2O33SiO2、FeO及重金属盐等)制备高纯MnCl2的工艺流程如下：?mNI的盐酸Mji<)-MnS;*IT富铭洗f用iiI-过注”转化IfI除幡知用i-i说健力-*叵叵MI谑渣I洗渣2回答下列问题：(D浸取”时的温度与四种元素的浸

6、取率如图所示。工艺上控制75c的主要原因是。铁和铝的浸出率从72c明显下降的可能原因是。(2)氧化”时发生反应的离子方程式为。(3)通过调整pH可以除铁和铝”。常温下，三种氢氧化物开始沉淀和沉淀完全(使其浓度小于1X10-6mol/L)的部分数据如下表：Mn(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3开始沉淀pH7.12.24.1沉淀完全pH10.83.5?Al(OH)3沉淀完全的pH为已知KspAl(OH)3=1X10-33;调pH'时，应将溶液pH调整的范围是O(4)除重金属”时，发生反应Hg2+MnS=HgS+M2+,其平衡常数K=已知溶度积常数Ksp(HgS)=1.6W-52,Ksp

7、(MnS)=2.510-1°,答案保留三位有效数学。(5)步骤X"包含的操作有蒸发浓缩、洗涤、干燥等。【答案】使滤液中几乎不含硅的化合物部分Fe2+及Al3+水解形成沉淀MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2。5.05.0<pH<7.11.56X40冷却结晶、过滤【解析】(1)75七时Si的浸取率接近于零，而其它元素的谩取率很高，可以使滤液中几乎不含硅的化合物。1+和闻-噜B能水解，且水解是吸热的温度高于72七时有利于Fe>和AP-水解生成沉淀，导致铁和铝的浸出率明显下降。(2)力口MnO2的目的是将Fe2+氧化成Fe3+便于除去，发生反应的

8、离子方程式为：MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O。(3)KspAl(OH)3=c(Al3+)>C3(OH-)=1M0-6>C3(OH-)=1¥0-33,c(OH-)=1»0-9,所以c(H+)=1»0-5,pH=5;调pH”时，应保证Fe3+和Al3+沉淀完全，而Mn2+不产生沉淀，根据表中数据可知应调节pH的范围为5.0<pH<7,1长郑期吟2,5x10-1。(4)有反应Hg2+MnSHgS+M2+,可彳#七。(日目“)=印即的05)=16*1。£2=1.56X1042答案为：1.56M042(5)从过滤液3

9、中的到MnCl2,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作。三、判断除杂过程中杂质的存在形式化工流程中溶液需要净化除杂，根据所加的试剂可判断杂质的存在形式。典例3(2018届四川雅安市高三第三次诊断)利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3,还含有少量Al2O3、MgO、SiO2等杂质)制备铁红工艺流程如下：碳黑NHJ1CO3智f昌弱信回答下列问题(1)还原焙烧后，Fe元素的化合价为(2)酸浸”实验中，需加入絮凝剂沉淀杂质。絮凝剂用量和过滤时间对铁红成份的影响如下表所示。由表可知，所采用的最佳实验条件为(填序号)。序号絮凝剂用量/M0-6t过滤时间/minFe2O3含量%SiO2含量40

10、596.50.12501097.90.10602098.30.071004099.40.0115015099.50.008若合成"中c(Mg2+)=0.01mol/L,力口入NH4HCO3(设溶液体积增加1倍)，当Fe2+恰好沉淀完全时，溶液中c(Fe2+)=1.0105mol/L,此时是否有MgCO3沉淀生成？(列式计算)。FeCO3、MgCO3的Ksp分别为3.2M011、3.0>108o(4)合成”过程中发生反应的离子方程式为。(5)合成”过程中温度对亚铁离子转化率的影响如下图，分析选择反应温度为40c的原因是。253035404550三至100阳的铁善火£(6

11、)燧烧"中由FeCO3制备Fe2O3的化学方程式为(7)本流程中，铝元素是以(填化学式)形式被除去的。【答案】+2无沉淀生成c(CO32-)=Ksp(FeCO3)/c(Fe2+)=3.210-11/10-5=3.2冲0-6(1分)Q=c(CO32-)>C(Mg2+)=3.210-6X0.01/2<Ksp(MgCO3)Fe2+2HCO3-=FeCO3J+HO+CO2T温度低于40C,亚铁离子转化率较低。温度高于40C,亚铁离子转化率变化不大。温度过高，碳酸氢钱易分解4FeCO3+O2高温2Fe2O3+4CO2Al(OH)3【解析】考查化学工艺流程，根据金属的冶炼，炭黑能够还

12、原F在6j因为酸浸中加入磕酸,如果还原时铁元素转化成铁单质，会与硫酸反应生成氏，坨可燃性气体，可能发生危险，因此还原焙烧后，铁元素的化合价为十2价；(2)由表中数据可得虽然望凝剂用量越多、过滤时间越长，F在0m含量越高、齿0含量越低，但是L0M1。*、40min条件与1一5/0丑、150min条件相比，前者F中0三含量只比后者低0.1个百分点,SiS含量高0.002个百分点,而絮凝剂用量和过滤时间，前者比后者明显少,所以应选择最佳卖脸条件为3(3)cC。件户Ksp(FeC6)山1。3=32k04,Q-*>3.2x1012<KMgCO。/因此无沉淀产生式4)结合端程并根据题意，向含F

13、M+的落澈中加入XEHC。”生成了FeCO：沉淀，根据原子守恒和电荷守恒，还应生成“O和CO2,故答成”过程中发生反应的离子方程式为：Fe2+2HCO3-=FeCO3J+HO+CO2T；(5)根据图像，温度低于40C,亚铁离子转化率较低。温度高于40C,亚铁离子转化率变化不大；温度过高，碳酸氢俊易分解；(6)在空气中煨烧FeCO3,FeCO3分解，+2价铁会被氧化成+3价铁的化合物，所以生成物为：Fe2O3和CO2,故便烧”中由FeCO3制备Fe?O3的化学方程式岛温为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；(7)本流程中酸浸时Al2O3转变为Al3+,加NH4HCO3时，Al3+会与HC

14、O3发生双水解转变为Al(OH)3,由此可得铝元素是以Al(OH)3形式被除去的。四、物质的制备需要考虑盐的水解化工流程中某些物质的制备需要考虑盐的水解。典例4(2018届山西省高三第一次模拟考试)钻酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钻酸锂电池回收再利用。实验过程如下:iAiACOf同源灌jLtafef对O.|*|AltOHX|已知：还原性：Cl->Co；Fe3DC2O42-结合生成较稳定的Fe(C2O4)3广，在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题：(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是。(2)从含铝废液得到A

15、l(OH)3的离子反应方程式为。(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有(填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式(4)滤渣的主要成分为(填化学式)(5)在空气中加热一定质量的C0C2O42H2O固体样品时，其固体失重率数据见下表，请补充完整表中问题。已知：C0C2O4在空气中加热时白气体产物为CO2固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量序号温度范围/c化学方程式固体失重率I120-220CoC2O42H2。=CoC2O4+2H2O19.67%n30035059.02%(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.6410工将浓度为0.02molL-1的Li2SO4

16、和浓度为0.02molL-1的W2CO3溶液等体积混合，则溶液中的Li+浓度为mol1-1(7)从FeCl3溶液得到FeC136H2O固体的操作关键是。【答案】增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3j+HCO3FeCl3、CoCl2_一一一一一_，、一2LiCoO2+8HCl=2CoCl2+Cl2f+4HO+2LiClC2CoC2O4+O2=2CaO+4CO20.02加入适量盐酸(或通入适量氯化氢气体)【解析】(1).废旧电池初步处理为粉末状，可以增大固体的接触面积，加快反应速率，同时提高浸出率；(2) .由流程图可知，含铝废液中含有AlO2,通入过

17、量CO2生成Al(OH)3沉淀和HCO3,离子方程式为：AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3J+HCO3；(3) .由题中信息可知，还原性Cl>Co2+,又因为还原性Fe2+>Cl,所以LiCoO2中的+3价Co将Fe2+和C氧化，自身被还原成+2价Co,所以溶质还有FeCl3、C0CI2,根据上述分析可知，LiCoO2和盐酸反应的化学方程式为：2LiCoO2+8HCl=2CoCl2+C12T+4HO+2LiCl;(4) .因单质碳不溶于碱、盐酸和水，所以滤渣的主要成分是单质碳；(5) .设有ImolCoC2042H20受热分解，由题中信息可知，在300350c时，固体失重率为59.02%,所以固体的残留率为40.98%,质量为75g,因为1molCo全部留在固体中，所以O的质量为16g,Co和O的原子个数比为1:1,固体产物为CoO,已知气体产物为CO2,根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的化学方程式为：2CoC2O4+O